CN1118683A - 改进的除毛法 - Google Patents

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Abstract

一种用于永久性破坏多余的人体毛发的方法，用包含在至少一个光的频带上具有高吸收率的许多小颗粒的沾染剂沾染生长多余的毛发的毛孔，然后用该高吸收率频带上的光的一系列短脉冲照射该皮肤部位，使大量的颗粒爆裂成两个或两个以上的碎片以及使碎片进一步爆裂成更多的碎片以便将所述沾染剂散布在所述毛孔中。爆裂及所述颗粒与碎片的能量传送导致对所述毛孔周围的皮肤组织的破坏，从而使生长在孔中的毛发死亡。

Description

改进的除毛法
当前采用的主要除毛方法包含使用电蚀技术。在这些技术的应用中通常是有痛、费时并要求相当高的专业知识的，并且通常不能保证永久性效果。
在医疗中采用激光是众所周知的。例如，在外科手术中用激光来切割与烧灼。多年来一直用激光来消除表皮下的刺花。在这一情况中，激光束穿透皮肤而被墨点吸收并破坏该墨点。多年来也用类似的过程来消除胎记，其中将激光与皮肤下的毛细血管中的红血球的血红蛋白的吸收峰值相匹配，从而破坏毛细血管。
除毛的先有技术中还包括试图用激光束来除毛。在下列美国专利中描述了三种除毛技术：Weissman等人的激光除毛器与方法，专利号4,388,924：Sutton的除毛器与方法，专利号4,617,926；及Mayer的用激光能量除毛，专利号3,538,919；所有这些装置与方法都教人用一束窄聚焦的激光束每次一根地除毛。因此它相对地低效与费时。91年10月22日授予Zaias的5,059,192号新近的专利公开了采用与毛囊与乳突基底上的黑色素匹配的激光束的方法。
至少二十年前，医学界已经知道有时可用各种活性染料来染色病理组织的技术来改进激光照射的选择性吸收(见Goldman的美国专利(3,769,963)。
在碳元素的石墨形式中，每一个碳原子有三个近邻及一个明显相距较大距离的第四个邻接原子，这两个长度分别为1.42A与3.42A(10,000A(埃)等于1微米)。三个最接近的相邻的原子的网络是平面的并且在平面的两个方向上延伸到立体的边界上。平面间的结合力是弱的，并且平面与平面之间很容易互相滑移。因此，石墨可用作润滑剂。石墨的薄层可以通过磨擦去掉，普通的铅笔正是利用这一性质将石墨棒在纸上运动而擦掉固体的薄层并使之散布在纸上，许多年来激光工作者曾经用薄薄地涂有小颗粒的石墨的纸来检验一定的激光束的截面功率。许多激光束的能量容易被碳粒吸收并且许多碳粒反应强烈而从纸上爆走，在纸上留下表示激光束的截面功率分布的“足迹”。
所需要的是能够提供对上述问题的解决方法的一种改进的除毛方法。
本发明提供用于永久性除掉多余的人体毛发的一种方法。用一种对至少一个频带上的光具有高吸收率的极大数量的细粒构成的沾染物沾染生长多余的毛的皮肤区中的毛孔。然后用高吸收率的频带上的光的一系列短脉冲照射该皮肤区，所述短脉冲中的第一个具有足够的能量使大量的颗粒爆裂成两个或两个以上的碎片以便将所述沾染物散布在所述毛孔中，而随后的脉冲则具有足够的能量使大量的碎片进一步爆裂成更多的碎片而将沾染物进一步散布在毛孔中。这种爆裂及所述颗粒与碎片的能量传递导致所述毛孔周围的皮肤组织的破坏，从而使生长在毛孔中的毛死亡。在一个较佳实施例中，这些颗粒是1微米的石墨颗粒，而每一个区是用一个Nd：YAG(钕：钇铝石榴石)激光器产生的波长为1.06微米的大约5个激光脉冲照射，各脉冲具有大约3焦耳厘米2的能量密度及大约10毫微秒的脉冲宽度。
图1A至1I示出在一定短脉冲激光照射下石墨颗粒如何分裂。
图2A至2E示出在较佳的除毛过程中各分裂阶段中的石墨颗粒。
图3A至3C示出用火鸡皮、鸡蛋白、部分沾染的毛及一个激光束的一次实验，来展示本发明的某些原理。
                    碳的缓慢加热
1993年7月13日颁给本申请人的5,226,907号专利公开了一种除毛方法，其中用一种碳油悬胶液(carbon-oil susponsion)沾染人体皮肤上的毛孔。在公开的方法中，将悬胶液擦在皮肤上，使一部分悬胶液渗透到毛孔中。然后擦净皮肤表面而使碳油悬胶液仍沾染在毛孔中。然后用一束脉冲激光束照射该皮肤区，而将悬胶液加热到高于70-80℃的温度而将邻接碳油悬胶液的组织破坏。向毛孔中的毛提供营养的组织的破坏导致毛发死亡。
本申请人现有的专利中公开的方法工作得很好；然而也出现了一些问题。所经历的一种困难是即使使用大量的按摩及采用超声装置，也常常不能使悬胶液深入渗透到毛孔中。结果是只有靠近毛孔上部的皮肤组织受到破坏。接近毛孔底部的组织继续营养毛发，因此在某些情况中的毛并不死亡。所公开的过程的另一个问题是难于使医师确切地知道已经处理过哪些区域的皮肤及哪些尚未处理。因此，有些区域接受过量的照射而有些区域则没有接受或接受到的照射不足以完成治疗。
                     激光与碳反应
本发明一个极为重要的方面便是碳粒暴露在激光幅射的非常短的高能脉冲中的反应。这种反应描绘在图1A至图1I中。这些图描绘了用透明胶带保持定位在两片显微镜片之间一个1微米颗粒用一个Nd：YAG激光束照射时的情景。
在图1A中描绘了用一个单一的激光脉冲照射的一个1微米的颗粒，假定该脉冲是用一个Nd：YAG激光器产生的。每个脉冲的能量大约为1.5焦耳。脉冲束的截面积为0.5cm2，因此该脉冲的流量(能量密度)大约为3J/cm2。该脉冲是极短的。在二分之一最大功率上的脉冲瞬时宽度大约为10毫微秒，因此其峰值功率(脉冲能量/脉冲宽度)大约为150兆瓦。(供比较，大型核电厂的功率输出大约为1000兆瓦，但它是连续的)。碳对于1.06微米Nd：YAG激光器光束的吸收系数是非常大的。基本上全部光束在10微米的石墨层中被吸收。假定在一个定性的实例中每边为1微米的一个石墨立方体，照射该立方体的能量将是3×10-8J。假定最前面的1微米中吸收大约20％光束。因此，我们估计1微米的颗粒吸收大约0.6×10-8J。该立方体的体积为1×10-12cm3，石墨的密度大约为2gm/cm3，而石墨的比热则为0.507J/gmC因此，将石墨颗粒从25℃加热到其升华温度(大约3652℃)所需要的热量大约为0.37×10-8J。从25℃上的石墨形成碳气体的热量大约为6×104J/gm，因此气化整个1微米颗粒所需的能量大约为12×10-8J。因此，所吸收的大约0.6×10-8J几乎是将该颗粒加热到其气化点所需的能量的两倍，但所吸收的能量只有大约气化它所需的能量的5％。
我们已经发现用这些大约10ns的非常短的脉冲，颗粒不仅加热，并且大部分脉冲能量将颗粒剧烈地破裂成两个或两个以上的碎片。我们推测石墨晶体被加热到3000℃以上，然后便用这些短的高能脉冲容易地将其沿其弱平面分裂。我们相信只有极少的气化。我们的实验证明了这种剧烈的分裂。随后的脉冲继续在较小的碎颗粒上进行相同的冲击。这样，图1A示出将要受到1.06微米激光器脉冲4的10ns3J/cm2流量照射的一个1微米颗粒2。图1B中示出颗粒2中吸收了一部分脉冲，使之如图1C中所示那样剧烈地分裂。这两个颗粒在胶带的粘稠物质中的一个新的位置上静止下来以前有足够的能量在透明胶带的粘稠物质中行进若干微米。
我们假定该光束是一个10Hz的光束，因此0.1秒之后和第一个一样的另一个脉冲便跟着来到，如图1D中所示，并且如图1E中所示，原来的颗粒的两半中都吸收了一部分脉冲，而使它们剧烈地分裂，如图1F中所示。在表示第三个脉冲的图1G至1I中重复这一过程。至少在随后的若干个脉冲内，我们相信原来的1微米颗粒的所有碎片都将在每一个脉冲上吸收与原来的颗粒所吸收的大致等量的能量。5个脉冲之后(假定在第一情况中都是一分为2)，初始的1微米颗粒将分裂成32个颗粒，而原始的颗粒及其所有的后代颗粒将从光束中吸收总量为6×6×10-8J即36×10-8J的能量。这一能量中的绝大部分极快地以热的形式耗散而升高毛孔周围的组织的温度。
                      小颗粒实验
为了证实上述描述，进行了用上述类型的脉冲照射这些小碳粒的实验。
当将少量一微米大小的颗粒放置在空气中的一个封闭玻璃瓶中并用上述脉冲照射时，这些颗粒便连续地分裂成小而更小的颗粒，大约经过了10-15个脉冲之后，它们便消失了。我认为这些非常小的颗粒被氧化而生成CO2。当在氩气中进行相同的实验时，颗粒便继续分裂成更小的部分直到它们的边界肉眼看不见为止(即大约0.1至0.05微米)。
上述发现引导了我的激光除毛方法的重大改进。
                      定义足迹
我已发现如果在激光照射之前不是将碳油悬胶液全部从皮肤表面上清除掉，而是在表面上留一层碳油悬胶液的薄膜，可以得到更好的效果。头一两个脉冲将使表面上几乎全部颗粒剧烈地分裂开而在皮肤表面上留出正好限定激光束的足迹的一个清洁的点，因此哪些皮肤区域已经治疗过是无可置疑的。
                  散布颗粒填充毛孔
(在空气中用光束照射我们的碳油混合物的一层薄膜的效果是广泛地散布这些颗粒，有些通过空气到达一米以外的距离，)小碳粒的剧烈分裂的更重要的效果是作为传递给碎片的大量动能的后果，许多散布的碎片在前三四个脉冲中将深深地穿透进毛孔中。同时，这些小爆炸的力将动能传递给未分裂的颗粒。在随后的脉冲中，这些碎片将在深入毛孔内的位置上从脉冲吸收能量。这一效应用图形示出在图2A至2E中，并在后面名为“除毛过程”的节中讨论。图2A表示第一个脉冲以前的1微米大小的颗粒。注意图2A中所示的是颗粒的大小与具有大致上50微米直径并延伸到皮肤表面以下大约2mm(或2000微米)的毛发的比较。
毛发表面与毛孔壁之间的空间为几个微米(例如大约5至20微米)宽并且通常充有一层油膜。
                蛋白中的毛发实验
图3A、3B与3C中描述为了演示改进的除毛方法的原理而进行的一个实验。在两块显微镜玻璃载片之间夹入三层火鸡的鼓捶形皮肤10。这三层火鸡皮的厚度约为2毫米(约等于人类毛发的底部的深度)。在大约10cm长的一根单一的人体毛发上涂覆3cm长的一段1微米碳粒与矿物油(约为等量)的混合物18。将毛发浸入装在一个小(5cm直径)玻璃瓶12中的鸡蛋清14中。除了将毛发的直径与碳油沾染物放大了以外，该图是大致上按比例的。
用来自一个Nd：YAG激光器的激光辐射的100个脉冲照射包含涂覆段在内的毛发。
以下是脉冲激光束的说明：
波长                    1.06微米
一个脉冲的能量          1.5焦耳
光束区                  1/2cm2
能量密度                3J/cm2
频率                    每秒10个脉冲
各脉冲束20通过载片与鸡皮而没有明显的效应。信标(beacon)还通过玻璃瓶壁与鸡蛋清。
将光束扫描在毛发上使其各部分接受大约5个脉冲。除了接近涂覆的那段毛发以外，光束在毛发或鸡蛋清上没有效应。在涂覆段中，混合物中的碳从光束中吸收足够的能量而立即灼烧毛发的涂覆段周围的鸡蛋清。在这一实验中我们能观察到灼烧过程，因为未煮过的鸡蛋是透明的。
图3B中示出通过这一实验的对象的光束20的前10个脉冲(大约3个脉冲进入碳中)的结果，这些脉冲的唯一可觉察的效应便是紧靠在毛发的涂覆段上的鸡蛋清的明显加热与灼浇。某些颗粒的碎片从毛发上抛出但被紧靠在周围的鸡蛋清所俘获。这些碎片被随后的脉冲进一步分裂成非常小的碎片或氧化。图3C示出100个脉冲的结果。紧靠在涂覆段周围的鸡蛋清被灼烧成大约500微米的厚度。对于火鸡皮或鸡蛋清中任何地方或除了涂复段以外的毛发本身都没有可觉察的破坏。这些对于肉眼明显的结论在显微镜下经过检验并得到证实。只剩下极少量小粒的碳。
                      除毛方法
改进的除毛方法正在两个诊所中进行临床试验，一个在加州、一个在新泽西州。这些试验的主要目的为测试除掉多余的面部毛发(通常在颌部或上唇区)的方法的安全性与有效性。
                     碳混合物
在本方法中，我们采用一微米药物级碳(石墨)颗粒与矿物油的混合物。重量比大约为一比一。
                   混合物的应用
用理发剪子将待治疗的区中的毛发剪到距皮肤表面大约5mm的长度。将混合物施用在待治疗区上。用一块棉拭将该混合物按摩进皮肤中，直到渗透进要治疗区中的毛孔中估计大约20微米的深度为止。该方法中的这一阶段描绘在图2A中。除了渗透进毛孔中的混合物以外，在待治疗区中的皮肤表面上留下一层碳油混合物的薄膜(例如，大约每cm2 100个颗粒)。
                       激光照度
然后用来自一个Nd：YAG激光器的一个脉冲激光束照射待治疗的区域。光束的规格如下：
波长                1.06微米
每一个脉冲的能量    1.5焦耳
光束区              1/2cm2
能量密度     3J/cm2
频率         每秒10个脉冲
光束在要治疗的区上扫描，该区中各部分皮肤接收大约5个脉冲。第一或第二脉冲通过剧烈地分裂碳粒从皮肤表面上清除混合物，以便医师明了哪些区域已被治疗过。如图2A中所示，初始施用碳油混合物25时使碳粒深入毛孔中大约20微米处。图2B表示图2A中所示经过第一脉冲30后的结果。混合物中的一个冲击波将混合物散布出若干微米。更重要的是，颗粒的剧烈分裂将碎片送入毛孔中。更多的脉冲进一步分裂颗粒并将其更进一步深入毛孔。(图2C定性地示出大约2个脉冲之后的颗粒分布。)然而，随着每一次分裂，颗粒越变越小(图2D与2E)，并且经过大约4个或5个脉冲30至36之后，碎片基本上消失了。基本上颗粒与碎片所吸收的全部能量都被传送到了毛发周围的皮肤组织中。最后的结果描绘在图2E中。这一能量足以去掉营养毛发的组织的活性而使毛发死亡。在图2A至2E中箭头38确定破坏的皮肤组织的部位。我们的活组织检查表明破坏区的厚度在零至大约20微米的范围内。对组织的破坏呈现为热碳粒与油的热效应及由颗粒与碎片的动能引起的某些机构损伤的综合结果。
                        结果
我们的人体试验得出良好的结果。在用这一改进的方法在本发明人自己腿上的一次早期实验中，基本上所有的毛都除掉了，并且经过18个月之后没有明显的再长。我们对面部毛发的临床试验已经进行了13周。我们在应用激光束时非常慎重，但结果是非常好的。没有观察到对皮肤的明显的短期伤害(只有少许发红及在极少数案例中有些非常小的出血)。没有观察到长期损伤。在治疗区中的除毛成功率在大约0％至大约90％的范围内，平均大约60％。
虽然在上述描述中包含许多特定的实施例，但读者不应将它们认为是对本发明的范围的限制，而只是作为其较佳实施例的示例。例如，当用这种非常短的激光脉冲照射石墨颗粒以外的许多其它小颗粒时，它们也分裂。例如，小铁粒的表现看起来与碳粒相似。除矿物油以外的许多液体可用来帮助颗粒渗透进毛孔中。许多其它油类工作得非常好，并且其它液体甚至水都可使用，但用水的结果没有用油那样好。我们已经测试了各种在过程前与过程中减小对皮肤的微弱加热效应而冷却皮肤的方法。激光可以以相对于毛孔的角度测定的许多不同的角度施加。熟悉本技术的人员可以想象出许多在本发明范围内的其它可能的变型。从而，请求读者用所附的权利要求书及它们的合法等价物，而不是用已给出的实例，来确定本发明的范围。

Claims (17)

1.一种永久性破坏生长在人体皮肤一部分上的毛孔中的许多毛发的方法，包括下述步骤：
(a)在所述毛发与皮肤部位上施用一种包含至少在光的频带上具有高吸收率的极大量的小颗粒的沾染剂，所述施用是以保证至少一部分所述沾染剂渗透进所述毛孔的方式进行的：
(b)用所述至少一种频带上的光的多个短脉冲照射所述皮肤部位，所述短脉冲中的第一个具有足够的能量使大量的所述颗粒爆裂成两个或两个以上的碎片以便将所述沾染剂散布在所述毛孔中，并且随后的脉冲具有足够的能量使大量的所述碎片进一步爆裂成更多的碎片而将所述沾染剂进一步散布在所述毛孔中，所述爆裂及所述颗粒与碎片的能量传送使所述毛孔周围的皮肤组织破坏，从而使生长在所述毛孔中的毛发死亡。
2.权利要求1中的一种方法，其中所述光的短脉冲是由工作在大约1.06微米的波长上的一个Nd：YAG激光器提供的。
3.权利要求1中的一种方法，其中大部分所述小颗粒小得足以穿透所述毛孔但大于1微米。
4.权利要求1中的一种方法，其中大部分所述小颗粒小得足以穿透所述毛孔但大于0.5微米。
5.权利要求1中的一种方法，其中所述照射步骤用更多的脉冲继续进行。直到基本上全部小颗粒都已爆裂并且小颗粒的碎片也已爆裂成更小的碎片，并且更小的碎片也已爆裂以生成甚至更小的碎片等等直到基本上留在毛孔中的全部碎片都小于0.1微米为止。
6.权利要求5中的一种方法，其中所述照射步骤继续进行直到基本上全部碎片小于0.05微米为止。
7.权利要求1中的一种方法，其中所述颗粒为石墨颗粒。
8.权利要求1中的一种方法，其中所述沾染剂的施用是以使一层沾染剂的薄膜在用所述第一个脉冲照射之前留在皮肤部位的表面上的方式进行的，所述第一个脉冲具有足够的能量来爆裂所述薄膜中可观数量的颗粒以便定义所述第一个脉冲的一个足迹。
9.权利要求1中的一种方法，其中在脉冲的一半最大功率上测定的所述短脉冲不大于50毫微秒。
10.一种用于永久性破坏生长在人体皮肤的一个部位上的毛孔中的许多毛发的方法，包括下述步骤：
(a)在所述毛发与皮肤部位上施用一种包括极大量小石墨颗粒的沾染剂，所述施用是以保证至少一部分所述沾染剂渗透进所述毛孔的方式进行的：
(b)用多个光的短脉冲照射所述皮肤部位，这些短脉冲实际上在石墨中被吸收，所述短脉冲中的第一个具有足够的能量使大量的所述石墨颗粒爆裂成两个或两个以上的碎片以便将所述沾染剂散布在所述毛孔中，并且随后的脉冲具有足够的能量使大量的所述碎片进一步爆裂成更多的碎片以将所述沾染剂进一步散布在所述毛孔中，所述爆裂及所述颗粒与碎片传送的能量导致对所述毛孔周围的皮肤组织的破坏从而使生长在所述毛孔中的毛发死亡。
11.权利要求10中的一种方法，其中所述光的短脉冲是由工作在大约1.06微米的波长上的一个Nd：YAG激光器提供的。
12.权利要求11中的一种方法，其中大部分所述小颗粒小到足以穿透所述毛孔但大于1微米。
13.权利要求11中的一种方法，其中大部分所述小颗粒小到足以穿透所述毛孔但大于0.5微米。
14.权利要求11中的一种方法，其中所述照射步骤以更多的脉冲继续进行，直到基本上全部小颗粒都已爆裂并且小颗粒的碎片也已爆裂以生成更小的碎片，并且这些更小的碎片也已爆裂以生成甚至更小的碎片等等，直到留在毛孔中的基本上全部碎片都小于0.1微米为止。
15.权利要求11中的一种方法，其中所述沾染剂是以在用所述第一个脉冲照射之前在皮肤部位的表面上留有一层沾染剂的薄膜的方式施用的。所述第一个脉冲具有足够的能量来爆裂所述薄膜中的相当数量的颗粒以便定义所述第一个脉冲的足迹。
16.权利要求15中的一种方法，其中所述照射步骤继续进行，直到基本上全部碎片小于0.5微米为止。
17.权利要求11中的一种方法，其中在脉冲的一半最大功率上测定的所述短脉冲不长于30毫微秒。
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